Катализаторын нөлөөн дор устөрөгчийн хэт исэл задрах. Устөрөгчийн хэт ислийн задралын урвалын хурдыг катализаторын оролцоотойгоор гаометрийн аргаар судлах. В. Хар тугалганы сульфид ба устөрөгчийн хэт исэл
Цэвэр устөрөгчийн хэт ислийг олж авсан 19-р зууны олон судлаачид энэ нэгдлийн аюулыг тэмдэглэжээ. Ингээд салгах гэтэл Н
2 O 2 уснаас диэтил эфиртэй шингэрүүлсэн уусмалаас гаргаж аваад дэгдэмхий эфирийг нэрэх замаар үүссэн бодис заримдаа тодорхой шалтгаангүйгээр дэлбэрдэг. Эдгээр туршилтуудын нэгэнд Германы химич Ю.В.Брухл усгүй Н 2 O 2 , энэ нь озон шиг үнэртэж, хайлуулж чадаагүй шилэн саваагаар хүрэхэд дэлбэрсэн. Хэдийгээр бага хэмжээний H 2 O 2 (нийт 12 мл) дэлбэрэлт маш хүчтэй байсан тул ширээний самбарыг дугуй нүхэлж, шүүгээнийх нь эд зүйлс, түүнчлэн ширээн дээр болон ойролцоо зогсож байсан шил, багаж хэрэгслийг устгасан.Физик шинж чанар. Цэвэр устөрөгчийн хэт исэл нь H-ийн танил болсон 3%-ийн уусмалаас эрс ялгаатай 2 O 2 , гэрийн эмийн шүүгээнд байдаг. Юуны өмнө энэ нь уснаас бараг нэг хагас дахин хүнд (20 ° C-ийн нягт нь 1.45 г / см) 3). H2O2 хөлддөг усны хөлдөх цэгээс бага зэрэг бага температурт хасах 0.41 ° C, гэхдээ хэрэв та цэвэр шингэнийг хурдан хөргөх юм бол энэ нь ихэвчлэн хөлддөггүй, харин хэт хөргөж, тунгалаг шилэн масс болж хувирдаг. Шийдэл Х 2 O 2 хамаагүй бага температурт хөлдөөх: 30% -ийн уусмалыг хасах 30°С, 60% -ийн уусмалыг хасах 53°С. Х буцалгана. 2 O 2 энгийн уснаас өндөр температурт, 150.2 ° C. Нойтон шил H 2 O 2 уснаас илүү муу бөгөөд энэ нь усан уусмалыг удаан нэрэх үед сонирхолтой үзэгдэлд хүргэдэг: уусмалаас усыг нэрэх үед энэ нь ердийнх шиг хөргөгчнөөс хүлээн авагч руу дусал хэлбэрээр урсдаг; хэзээ нэрж эхлэх вэ 2 O 2 , шингэн нь хөргөгчнөөс тасралтгүй нимгэн урсгал хэлбэрээр гарч ирдэг. Арьсан дээр цэвэр устөрөгчийн хэт исэл болон түүний төвлөрсөн уусмалууд нь цагаан толбо үлдээж, химийн хүчтэй түлэгдэлтээс болж шатаж буй мэдрэмжийг үүсгэдэг.Устөрөгчийн хэт исэл үйлдвэрлэхэд зориулсан нийтлэлдээ Тенард энэ бодисыг сироптой харьцуулж үзээгүй байж магадгүй юм
2 O 2 , чихрийн сироп шиг гэрлийг хүчтэй хугардаг. Үнэн хэрэгтээ, усгүй Н-ийн хугарлын илтгэгч 2 O 2 (1.41) нь уснаас (1.33) хамаагүй их байна. Гэсэн хэдий ч буруу тайлбарласны үр дүнд эсвэл франц хэлнээс орчуулга тааруу байсны улмаас бараг бүх сурах бичигт цэвэр устөрөгчийн хэт исэл нь "зузаан, сироп шиг шингэн" гэж бичдэг бөгөөд үүнийг устөрөгчийн холбоо үүссэнээр онолын хувьд хүртэл тайлбарладаг. Гэхдээ ус бас устөрөгчийн холбоо үүсгэдэг. Үнэн хэрэгтээ Н-ийн зуурамтгай чанар 2 O 2 бага зэрэг хөргөсөн (ойролцоогоор 13 хэм хүртэл) устай адил боловч сэрүүн ус нь сироп шиг зузаан гэж хэлж болохгүй.Задрах урвал. Цэвэр устөрөгчийн хэт исэл нь маш аюултай бодис бөгөөд тодорхой нөхцөлд түүний тэсрэх задралд ордог: H 2 O 2 ® H 2 O + 1/2 O 2 моль H тутамд 98 кЖ ялгаруулж байна 2 O 2 (34 гр). Энэ нь маш том энерги юм: устөрөгч ба хлорын холимог тэсрэх үед 1 моль HCl үүсэх үед ялгарснаас их; Энэ урвалд үүссэнээс 2.5 дахин их усыг бүрэн ууршуулахад хангалттай. Н-ийн концентрацитай усан уусмал нь бас аюултай 2 O 2 , тэдгээрийн дэргэд олон органик нэгдлүүд аяндаа амархан гал авалцдаг бөгөөд нөлөөллийн үед ийм хольц нь дэлбэрч болно. Баяжуулсан уусмалыг хадгалахын тулд ялангуяа цэвэр хөнгөн цагаан эсвэл лаваар хийсэн шилэн савыг ашиглана.Ихэнх тохиолдолд та H-ийн бага концентрацитай 30% -ийн уусмалтай тулгардаг
2 O 2 , үүнийг пергидрол гэж нэрлэдэг боловч ийм уусмал нь бас аюултай: арьсан дээр түлэгдэлт үүсгэдэг (энэ нь үйлчилснээр арьс нь өнгөт бодисын өнгө өөрчлөгдсөнөөс болж тэр даруй цагаан болж хувирдаг), хэрэв бохирдол орж ирвэл тэсрэх буцалгах боломжтой. Задаргаа H 2 O 2 Түүний уусмалууд, түүний дотор тэсрэх бодисууд нь олон бодис, жишээлбэл, хүнд металлын ионууд, энэ тохиолдолд катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг, тэр ч байтугай тоосны хэсгүүдээс үүсдэг. 2 O 2 Энэ нь урвалын хүчтэй экзотермик чанар, үйл явцын гинжин шинж чанар, H задралын идэвхжих энерги мэдэгдэхүйц буурсантай холбон тайлбарладаг. 2 O 2 янз бүрийн бодис байгаа тохиолдолд дараахь өгөгдлөөр дүгнэж болно.Ферментийн каталаз нь цусанд байдаг; Үүний ачаар эмийн "устөрөгчийн хэт исэл" нь зүсэгдсэн хурууг халдваргүйжүүлэхэд хэрэглэх үед хүчилтөрөгч ялгарахаас "буцалдаг" юм. Н-ийн төвлөрсөн уусмалын задралын урвал 2 O 2 зөвхөн хүн каталаз хэрэглэдэггүй; Чухамхүү энэ хариу үйлдэл нь бөмбөгдөгч цохыг дайснууд руу халуун урсгалаар тулалдахад тусалдаг ( см . Тэсрэх бодис). Өөр нэг фермент, пероксидаза нь өөрөөр ажилладаг: энэ нь H-ийг задалдаггүй 2 O 2 , гэхдээ түүний дэргэд бусад бодисыг устөрөгчийн хэт исэлээр исэлдүүлдэг.Устөрөгчийн хэт ислийн урвалд нөлөөлдөг ферментүүд нь эсийн амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Уушигнаас хүчилтөрөгчтэй холбоотой исэлдэлтийн урвалаар бие махбодид энерги нийлүүлдэг. Эдгээр урвалуудад H нь завсрын байдлаар үүсдэг
2 O 2 , энэ нь янз бүрийн биомолекулуудад эргэлт буцалтгүй гэмтэл учруулдаг тул эсэд хортой. Каталаза ба пероксидаза хамтран H-г хувиргадаг 2 O 2 ус ба хүчилтөрөгч рүү.H задралын урвал
2 O 2 ихэвчлэн радикал гинжин механизмаар дамждаг ( см. ГИНЖ УРЛАГ), катализаторын үүрэг бол чөлөөт радикалуудыг эхлүүлэх явдал юм. Тиймээс Н-ийн усан уусмалын холимогт 2 O 2 ба Fe 2+ (Фентон урвалж гэж нэрлэгддэг) Fe ионоос электрон дамжуулах урвал явагдана H 2 O 2 молекул тутамд 2+ Fe ион үүсэх үед 3+ мөн маш тогтворгүй радикал анион . , тэр даруй OH анион болж задардаг ба чөлөөт гидроксил радикал OH. ( см. ҮНЭГҮЙ РАДИКАЛ). Радикал HE. маш идэвхтэй. Хэрэв системд органик нэгдлүүд байгаа бол гидроксил радикалуудтай янз бүрийн урвал явагдах боломжтой. Тиймээс үнэрт нэгдлүүд ба гидрокси хүчлүүд исэлддэг (бензол, жишээлбэл, фенол болж хувирдаг), ханаагүй нэгдлүүд нь гидроксил бүлгүүдийг давхар холбоонд холбож чаддаг: CH. 2 =CHCH 2 OH + 2OH. ® NOCH 2 CH(OH)CH 2 OH ба полимержих урвалд орж болно. Тохиромжтой урвалж байхгүй тохиолдолд OH. H 2 O 2-тай урвалд ордог идэвхгүй радикал HO үүсэх замаар 2 . , энэ нь Fe ионыг багасгах чадвартай 2+ , энэ нь катализаторын мөчлөгийг хаадаг: H 2 O 2 + Fe 2+ ® Fe 3+ + OH . + ӨӨ ӨӨ. + H 2 O 2 ® H 2 O + HO 2 .HO 2 . + Fe 3+
® Fe 2+ + O 2 + H + ® H 2 O. Тодорхой нөхцөлд H-ийн гинжин задрал 2 O 2 , хялбаршуулсан механизмыг диаграмаар дүрсэлж болно. + H 2 O 2 ® H 2 O + HO 2 . 2 . +H2O2® H 2 O + O 2 + OH . гэх мэт.H задралын урвал
2 O 2 хувьсах валенттай янз бүрийн металлын дэргэд үүсдэг. Нарийн төвөгтэй нэгдлүүдтэй холбогдож байх үед тэдгээр нь ихэвчлэн тэдний үйл ажиллагааг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Жишээлбэл, зэсийн ионууд нь төмрийн ионуудаас бага идэвхтэй боловч аммиакийн 2+ цогцолборт холбогддог. , тэдгээр нь H-ийн хурдан задралд хүргэдэг 2 O 2 . Mn ионууд ижил төстэй нөлөө үзүүлдэг 2+ тодорхой органик нэгдлүүдтэй нэгдэлд холбогддог. Эдгээр ионууд байгаа тохиолдолд урвалын гинжин хэлхээний уртыг хэмжих боломжтой байв. Үүнийг хийхийн тулд бид эхлээд уусмалаас хүчилтөрөгч ялгарах хурдаар урвалын хурдыг хэмжсэн. Дараа нь маш бага концентраци (ойролцоогоор 10 5 моль/л) дарангуйлагч нь чөлөөт радикалуудтай үр дүнтэй урвалд орж, улмаар гинжийг тасалдаг бодис. Хүчилтөрөгч ялгарах нь нэн даруй зогссон боловч 10 орчим минутын дараа бүх дарангуйлагч дууссаны дараа тэр хурдаараа дахин сэргэв. Урвалын хурд ба гинжин тасрах хурдыг мэдэхийн тулд гинжин хэлхээний уртыг тооцоолоход хялбар бөгөөд энэ нь 10-тай тэнцүү байна. 3 холбоосууд Том гинжний урт нь H задралын өндөр үр ашгийг тодорхойлдог 2 O 2 чөлөөт радикалуудыг өндөр хурдаар үүсгэдэг хамгийн үр дүнтэй катализаторын дэргэд. Заасан гинжний уртын хувьд задралын хурд H 2 O 2 үнэндээ мянга дахин нэмэгддэг.Заримдаа H-ийн мэдэгдэхүйц задаргаа
2 O 2 аналитикийн хувьд бараг үл мэдэгдэх хольцын ул мөрийг үүсгэдэг. Тиймээс хамгийн үр дүнтэй катализаторуудын нэг нь металл осмийн нэг уусмал болж хувирав: түүний хүчтэй катализаторын нөлөө 1:10 шингэрүүлсэн үед ч ажиглагдсан. 9 , өөрөөр хэлбэл 1000 тонн усанд 1 г Os. Идэвхтэй катализаторууд нь палладий, цагаан алт, иридиум, алт, мөнгө, түүнчлэн зарим металлын хатуу исэл MnO-ийн коллоид уусмал юм. 2, Co 2 O 3, PbO 2 гэх мэт, тэдгээр нь өөрсдөө өөрчлөгддөггүй. Задаргаа маш хурдан явагдаж болно. Тэгэхээр, хэрэв MnO жижиг чимх 2 Н-ийн 30%-ийн уусмалтай туршилтын хоолойд дусаана 2 O 2 , туршилтын хоолойноос шингэн цацарсан уурын багана гарч ирэв. Илүү төвлөрсөн уусмалаар тэсрэлт үүсдэг. Платинумын гадаргуу дээр задрал илүү чимээгүй явагддаг. Энэ тохиолдолд урвалын хурд нь гадаргуугийн төлөв байдалд хүчтэй нөлөөлдөг. Германы химич Вальтер Спринг 19-р зууны төгсгөлд хийсэн. ийм туршлага. Сайтар цэвэрлэж, өнгөлсөн цагаан алтан аяганд H-ийн 38% -ийн уусмалын задралын урвал 2 O 2 60 хэм хүртэл халсан ч явсангүй. Хэрэв та аяганы ёроолд зүүгээр бараг мэдэгдэхүйц зураас гаргавал аль хэдийн хүйтэн (12 хэмд) уусмал нь зураасны хэсэгт хүчилтөрөгчийн бөмбөлгийг гаргаж эхэлдэг. халах үед энэ газрын дагуу задрал мэдэгдэхүйц эрчимждэг. Хэрэв ийм уусмалд маш том гадаргуутай хөвөн цагаан алтыг оруулбал тэсрэх задрал үүсэх боломжтой.H-ийн хурдан задрал
2 O 2 катализаторыг нэмэхээс өмнө уусмалд гадаргуугийн идэвхтэй бодис (саван, шампунь) нэмбэл үр дүнтэй лекцийн туршилт хийхэд ашиглаж болно. Гарсан хүчилтөрөгч нь "зааны шүдний оо" гэж нэрлэгддэг баялаг цагаан хөөс үүсгэдэг.Зарим катализаторууд H-ийн гинжин бус задралыг эхлүүлдэг
2 O 2, жишээ нь: H 2 O 2 + 2I + 2H + ® 2H 2 O + I 2 ® 2I + 2H + + O 2. Fe ионуудын исэлдэлтийн үед гинжин бус урвал бас тохиолддог 2+ хүчиллэг уусмалд: 2FeSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 ® Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O. Усан уусмалд бараг үргэлж янз бүрийн катализаторын ул мөр (шилэнд агуулагдах металлын ионууд мөн задралыг хурдасгадаг) агуулагддаг тул H-ийн уусмалууд. 2 O 2 , шингэрүүлсэн ч гэсэн урт хугацааны хадгалалтын явцад металл ионыг холбодог дарангуйлагч, тогтворжуулагчийг нэмдэг. Энэ тохиолдолд уусмалыг бага зэрэг хүчиллэгжүүлдэг, учир нь шилэн дээр цэвэр усны үйлчлэл нь сул шүлтлэг уусмал үүсгэдэг бөгөөд энэ нь H-ийн задралыг дэмждэг. 2 O 2. H-ийн задралын эдгээр бүх шинж чанарууд 2 O 2 зөрчилдөөнийг шийдвэрлэх боломжийг олгоно. Цэвэр H авахын тулд 2 O 2 Энэ бодис нь 70 хэмээс дээш халах үед, тэр ч байтугай маш удаан боловч өрөөний температурт (Химийн нэвтэрхий толь бичигт дурдсанчлан жилд 0.5%) задардаг тул бага даралтын дор нэрэх шаардлагатай. Энэ тохиолдолд ижил нэвтэрхий толь бичигт дурдсан атмосферийн даралт 150.2 хэмийн буцлах цэгийг хэрхэн олж авсан бэ? Ихэвчлэн ийм тохиолдолд физик-химийн хуулийг ашигладаг: шингэний уурын даралтын логарифм нь урвуу температураас (Кельвиний хэмжүүрээр) шугаман хамааралтай байдаг тул уурын даралтыг H нарийвчлалтай хэмждэг. 2 O 2 хэд хэдэн (бага) температурт энэ даралт ямар температурт 760 мм м.у.б хүрэхийг тооцоолоход хялбар байдаг. Мөн энэ нь хэвийн нөхцөлд буцалгах цэг юм.Онолын хувьд OH радикалууд
. сул OO холбоо тасарсаны үр дүнд санаачлагчид байхгүй үед үүсч болно, гэхдээ энэ нь нэлээд өндөр температур шаарддаг. Н молекул дахь энэ холбоог таслах харьцангуй бага энергитэй хэдий ч 2 O 2 (энэ нь усны молекул дахь HOH холбооноос 2.3 дахин бага, 214 кЖ/моль-тэй тэнцүү), OO холбоо нь устөрөгчийн хэт ислийг тасалгааны температурт туйлын тогтвортой байлгахад хангалттай хүчтэй хэвээр байна. Тэр ч байтугай буцалгах цэгт (150 ° C) маш удаан задардаг. Тооцоолол нь хэзээ гэдгийг харуулж байнаЭнэ температурт гинжин хэлхээний урт нь 1000 холбоос байсан ч 0.5% -ийн задрал нэлээд удаан явагдах ёстой. Тооцоолол ба туршилтын өгөгдлийн хоорондох зөрүү нь шингэн дэх хамгийн бага хольц, урвалын савны хананд үүссэн каталитик задралаар тайлбарлагддаг. Тиймээс H задралын идэвхжүүлэх энергийг олон зохиогчид хэмждэг 2 O 2 "катализатор байхгүй үед" ч гэсэн үргэлж 214 кЖ/моль-ээс мэдэгдэхүйц бага байдаг. Үнэн хэрэгтээ задралын катализатор нь уусмал дахь өчүүхэн хольц болон савны хананы хэлбэрээр үргэлж байдаг тул усгүй Н-ийг халаахад хүргэдэг. 2 O 2 атмосферийн даралтад буцалгах нь олон удаа дэлбэрэлт үүсгэдэг.Зарим нөхцөлд H-ийн задрал
2 O 2 Энэ нь маш ер бусын тохиолддог, жишээлбэл, хэрэв та H-ийн уусмалыг халаавал 2 O 2 калийн иодатын дэргэд KIO 3 , дараа нь урвалжуудын тодорхой концентрацитай үед хүчилтөрөгчийн ялгаралт үе үе зогсч, дараа нь 40-800 секундын хооронд хэлбэлзэх урвал ажиглагдаж байна.H-ийн химийн шинж чанар 2 O 2. Устөрөгчийн хэт исэл нь хүчил боловч маш сул. Диссоциацийн тогтмол H 2 O 2 H + + HO 2 25 хэмд 2.4 10 байна 12 , энэ нь H-ээс 5 дахин бага байна 2 S. Дунд зэргийн давс H 2 O 2 шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металлыг ихэвчлэн хэт исэл гэж нэрлэдэг. см. ПЕРоксид). Усанд уусвал тэдгээр нь бараг бүрэн гидролиз болдог: Na 2 O 2 + 2H 2 O ® 2NaOH + H 2 O 2 . Уусмалыг хүчиллэгжүүлэх замаар гидролизийг дэмждэг. Хүчил H шиг 2 O 2 мөн хүчиллэг давс үүсгэдэг, жишээлбэл, Ba(H2O 2) 2, NaH2O 2 гэх мэт Хүчиллэг давс нь гидролизд бага өртөмтгий боловч халах үед амархан задарч хүчилтөрөгч ялгаруулдаг: 2NaH2O 2 ® 2NaOH + O 2 . H-ийн нэгэн адил шүлтийг суллав 2 O 2 , задралыг дэмждэг.Шийдэл Х
2 O 2 , ялангуяа төвлөрсөн нь хүчтэй исэлдүүлэх нөлөөтэй байдаг. Тиймээс H-ийн 65% -ийн уусмалын нөлөөн дор 2 O 2 цаас, модны үртэс болон бусад шатамхай бодисууд дээр тэд гал авалцдаг. Бага төвлөрсөн уусмалууд нь индиго зэрэг олон органик нэгдлүүдийг өнгөгүй болгодог. Формальдегидийн исэлдэлт ер бусын явагддаг: H 2 O 2 ус (ердийнх шиг) биш харин чөлөөт устөрөгч болгон бууруулна: 2HCHO + H 2 O 2 ® 2НСООН + Н 2 . Хэрэв та H-ийн 30% -ийн уусмал уувал 2 O 2 ба HCHO-ийн 40% -ийн уусмал, дараа нь бага зэрэг халаасны дараа хүчтэй урвал эхэлж, шингэн нь буцалж, хөөсөрдөг. Н-ийн шингэрүүлсэн уусмалын исэлдэлтийн нөлөө 2 O 2 хүчиллэг орчинд хамгийн тод илэрдэг, жишээлбэл, H 2 O 2 + H 2 C 2 O 4 ® 2H 2 O + 2CO 2 , гэхдээ шүлтлэг орчинд исэлдэлт бас боломжтой:Na + H 2 O 2 + NaOH® Na 2; 2K 3 + 3H 2 O 2® 2KCrO 4 + 2KOH + 8H 2 O. Хар хар тугалгын сульфидыг цагаан сульфат PbS болгон исэлдүүлэх+ 4H 2 O 2 ® PbSO 4 + 4H 2 O нь хуучин зураг дээр өнгөө алдсан цагаан тугалга сэргээхэд ашиглаж болно. Гэрлийн нөлөөн дор давсны хүчлийн исэлдэлт үүсдэг. H 2 O 2 + 2HCl ® 2H 2 O + Cl 2. H 2 O 2 нэмэх хүчилд үзүүлэх нь металлд үзүүлэх нөлөөг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Тиймээс H-ийн холимогт 2 O 2 ба H-ийг шингэлнэ 2 SO 4 зэс, мөнгө, мөнгөн ус уусдаг; хүчиллэг орчинд иодыг үечилсэн хүчил HIO болж исэлдүүлдэг 3 , хүхрийн давхар ислийг хүхрийн хүчилд хүргэх гэх мэт.Ер бусын байдлаар дарсны хүчлийн калийн натрийн давсны исэлдэлт (Рошель давс) нь катализаторын хувьд кобальт хлоридын дэргэд явагддаг. Урвалын явцад KOOC(CHOH)
2 COONa + 5H 2 O 2 ® KHCO 3 + NaHCO 3 + 6H 2 O + 2CO 2ягаан CoCl 2 Тартратын хүчлийн анион болох нийлмэл нэгдэл үүссэний улмаас өнгө нь ногоон болж өөрчлөгддөг. Урвал үргэлжилж, тартрат исэлдэх үед цогцолбор устаж, катализатор дахин ягаан өнгөтэй болдог. Хэрэв кобальт хлоридын оронд зэсийн сульфатыг катализатор болгон ашигладаг бол эхлэлийн урвалжуудын харьцаанаас хамааран завсрын нэгдэл нь улбар шар эсвэл ногоон өнгөтэй болно. Урвал дууссаны дараа зэсийн сульфатын цэнхэр өнгө сэргэнэ.Устөрөгчийн хэт исэл нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис, түүнчлэн хүчилтөрөгчийг амархан ялгаруулдаг бодисуудын дэргэд тэс өөр урвалд ордог. Ийм тохиолдолд Н
2 O 2 Хүчилтөрөгчийг нэгэн зэрэг ялгаруулах (H-ийн бууруулагч задрал гэж нэрлэгддэг) нь мөн бууруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. 2 O 2), жишээ нь: 2KMnO 4 + 5H 2 O 2 + 3H 2 SO 4® K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5O 2 + 8H 2 O;Ag 2 O + H 2 O 2
® 2Ag + H 2 O + O 2; O 3 + H 2 O 2 ® H 2 O + 2O 2; ® NaCl + H 2 O + O 2 . Сүүлчийн урвал нь улбар шар өнгийн флюресценц ялгаруулдаг өдөөгдсөн хүчилтөрөгчийн молекулуудыг үүсгэдэг тул сонирхолтой юм. см. ХЛОР ИДЭВХТЭЙ). Үүний нэгэн адил металл алтыг алтны давсны уусмалаас ялгаруулж, мөнгөн усны ислээс металл мөнгөн усыг гаргаж авдаг. Ийм ер бусын өмч 2 O 2 Жишээлбэл, калийн гексацианоферрат (II) исэлдэлтийг хийж, дараа нь нөхцөлийг өөрчилснөөр урвалын бүтээгдэхүүнийг ижил урвалж ашиглан анхны нэгдэл болгон сэргээх боломжийг олгодог. Эхний урвал нь хүчиллэг орчинд, хоёр дахь нь шүлтлэг орчинд явагддаг.2K 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4® 2K 3 + K 2 SO 4 + 2H 2 O;2K3 + H2O2 + 2KOH
® 2K 4 + 2H 2 O + O 2.(“Хос дүр” Н 2 O 2 Химийн нэг багшид устөрөгчийн хэт ислийг Английн алдарт зохиолч Стивенсоны үлгэрийн баатартай харьцуулахыг зөвшөөрөв. Доктор Жекилл ба ноён Хайд нарын хачирхалтай хэрэг, түүний зохион бүтээсэн найрлагын нөлөөн дор тэрээр зан чанараа эрс өөрчилж, нэр хүндтэй эрхэмээс цуст маньяк болж хувирав.)H 2 O 2 олж авах. H 2 O 2 молекулууд янз бүрийн нэгдлүүдийг шатаах, исэлдүүлэх явцад үргэлж бага хэмжээгээр авдаг. Шатаах үед Х 2 O 2 нь устөрөгчийн атомыг анхдагч нэгдлүүдээс завсрын гидропероксидын радикалуудаар ялган авах замаар үүсдэг, жишээлбэл: H2O 2 . + CH 4 ® H 2 O 2 + CH 3 . , эсвэл идэвхтэй чөлөөт радикалуудыг дахин нэгтгэсний үр дүнд: 2OH. ® Н 2 О 2 , Н . + ГЭХДЭЭ 2 . ® H 2 O 2 . Жишээлбэл, хүчилтөрөгч-устөрөгчийн дөл нь мөсөн хэсэг рүү чиглүүлбэл хайлсан усанд мэдэгдэхүйц хэмжээний H агуулагдах болно. 2 O 2 , чөлөөт радикалуудын дахин нэгдлийн үр дүнд үүссэн (H молекулын дөлөнд) 2 O 2 нэн даруй задрах). Бусад хий шатаах үед ижил төстэй үр дүн гардаг. Боловсрол Н 2 O 2 янз бүрийн исэлдэлтийн процессын үр дүнд бага температурт ч тохиолдож болно.Аж үйлдвэрт устөрөгчийн хэт ислийг барийн хэт исэлээс Тенара аргаар гаргаж авахаа больсон боловч илүү орчин үеийн аргыг ашигладаг. Үүний нэг нь хүхрийн хүчлийн уусмалын электролиз юм. Энэ тохиолдолд анод дээр сульфатын ионууд персульфатын ион болж исэлддэг: 2SO
4 2 2e ® S 2 O 8 2 . Хүхрийн хүчил дараа нь гидролизд ордог. H 2 S 2 O 8 + 2H 2 O ® H 2 O 2 + 2H 2 SO 4. Катод дээр ердийнх шиг устөрөгчийн хувьсал явагддаг тул ерөнхий урвалыг 2H тэгшитгэлээр тодорхойлно. 2 O ® H 2 O 2 + H 2 . Гэхдээ орчин үеийн гол арга (дэлхийн үйлдвэрлэлийн 80 гаруй хувь) нь зарим органик нэгдлүүдийг, жишээлбэл этилантрагидрокиноныг органик уусгагч дахь агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэх, харин H2 нь антрагидрокиноноос үүсдэг. 2 O 2 ба харгалзах антрахинон, дараа нь катализатор дээрх устөрөгчийн хамт антрагидрокинон болж дахин буурдаг. Устөрөгчийн хэт ислийг хольцоос усаар зайлуулж, нэрэх замаар баяжуулна. Изопропилийн спирт хэрэглэх үед ижил төстэй урвал үүсдэг (энэ нь гидропероксидын завсрын формацид тохиолддог): (CH 3) 2 CHOH + O 2 ® (CH 3) 2 C(UN) OH ® (CH 3) 2 CO + H 2 O 2 . Шаардлагатай бол үүссэн ацетоныг изопропилийн спирт болгон бууруулж болно.H 2 O 2-ийн хэрэглээ. Устөрөгчийн хэт ислийг өргөнөөр ашигладаг бөгөөд түүний дэлхийн үйлдвэрлэл жилд хэдэн зуун мянган тонн байдаг. Органик бус хэт исэл үйлдвэрлэх, пуужингийн түлшний исэлдүүлэгч, органик синтез, тос, өөх тос, даавуу, цаасыг цайруулах, хагас дамжуулагч материалыг цэвэрлэх, хүдрээс үнэт металл (жишээлбэл, ураныг уусдаггүй хэлбэрт шилжүүлэх замаар) гаргаж авахад ашигладаг. уусдаг), бохир ус цэвэрлэх зориулалттай. Анагаах ухаанд уусмалууд Н 2 O 2 салст бүрхэвчийн үрэвсэлт өвчин (стоматит, хоолой өвдөх), идээт шархыг эмчлэхэд зайлж, тослоход хэрэглэнэ. Контакт линзний гэрт заримдаа маш бага хэмжээний цагаан алтны катализатор таган дээр байрлуулсан байдаг. Халдваргүйжүүлэхийн тулд линзийг харандааны хайрцагт H-ийн 3% -ийн уусмалаар дүүргэдэг 2 O 2 , гэхдээ энэ шийдэл нь нүдэнд хортой тул хэсэг хугацааны дараа харандааны хайрцгийг эргүүлдэг. Энэ тохиолдолд тагны катализатор нь Н-ийг хурдан задалдаг 2 O 2 цэвэр ус, хүчилтөрөгчийн хувьд.Нэгэн цагт үсийг "хэт исэл" -ээр цайруулах нь загварлаг байсан;
Тодорхой давс байгаа тохиолдолд устөрөгчийн хэт исэл нь тээвэрлэх, ашиглахад илүү тохиромжтой хатуу "баяжмал" үүсгэдэг. Тиймээс, хэрэв та натрийн боратын (бораксын) маш хөргөсөн ханасан уусмал дээр H нэмбэл
2 O 2 дэргэд натрийн пероксоборатын Na-ийн том тунгалаг талстууд 2 [(BO 2) 2 (OH) 4 ]. Энэ бодисыг даавууг цайруулах, угаалгын нунтагны бүрэлдэхүүн хэсэг болгон өргөн ашигладаг. Молекулууд H 2 O 2 Усны молекулууд шиг давсны талст бүтцэд нэвтэрч, талст гидрат пероксогидрат гэх мэт зүйлийг үүсгэдэг, жишээлбэл, К. 2 CO 3 3H 2 O 2, Na 2 CO 3 1.5H 2 O; Сүүлийн нэгдэл нь "persol" гэж нэрлэгддэг."Гидроперит" гэж нэрлэгддэг CO(NH
2) 2 H 2 O 2 нь Н молекулуудыг агуулсан клатрат нэгдэл юм 2 O 2 мочевины болор торны хоосон зайд .Аналитик химийн хувьд устөрөгчийн хэт ислийг зарим металлыг тодорхойлоход ашиглаж болно. Жишээлбэл, устөрөгчийн хэт ислийг титан (IV) давсны титанил сульфатын уусмалд нэмбэл пертитаны хүчил үүссэний улмаас уусмал тод улбар шар өнгөтэй болно.
TiOSO 4 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 ® H 2 + H 2 O.Өнгөгүй молибдат ион MoO 4 2 нь H 2 O 2-ээр исэлддэг эрчимтэй улбар шар өнгийн хэт исэл анион болгон хувиргана. Н-ийн агууламжтай калийн бихромат хүчиллэг уусмал 2 O 2 перхромын хүчил үүсгэдэг: К2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + 5H 2 O 2® H 2 Cr 2 O 12 + K 2 SO 4 + 5H 2Нэлээд хурдан задардаг О: Х 2 Cr 2 O 12 + 3H 2 SO 4 ® Cr 2 (SO 4) 3 + 4H 2 O + 4O 2. Хэрэв бид эдгээр хоёр тэгшитгэлийг нэмбэл калийн бихроматыг устөрөгчийн хэт исэлтэй бууруулах урвалыг авна.K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 5H 2 O 2® Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 9H 2 O + 4O 2.Перхромын хүчлийг эфиртэй усан уусмалаас гаргаж авч болно (энэ нь эфирийн уусмалд устай харьцуулахад илүү тогтвортой байдаг). Эфирийн давхарга нь хүчтэй хөх өнгөтэй болдог.Илья Линсон
Уран зохиол Долгоплоск Б.А., Тинякова Е.И. Чөлөөт радикал үүсэх ба тэдгээрийн хариу урвал. М., Хими, 1982Устөрөгчийн хэт ислийн хими ба технологи. Л., Хими, 1984
О.С.ЗАЙЦЕВ
ХИМИЙН НОМ
ЕРӨНХИЙ СУРГУУЛИЙН БАГШ НАРЫН ЗОРИУЛАЛТ,
БАС СУРГУУЛИЙН ИХ СУРГУУЛИЙН ОЮУТНУУД, 9-10 АНГИЙН ХҮҮХДҮҮД,
ХИМИ, БАЙГАЛИЙН ШИНЖЛЭХ УХААНД ӨӨРИЙГӨӨ ЗОГЧЛОХоор ШИЙДСЭН ВЭ
СУРАХ БИЧГИЙН ДААЛГАВАР ЛАБОРАТОРИЙН УНШИХ ЗОРИУЛСАН ШИНЖЛЭХ УХААНЫ ТҮҮХҮҮД.
Үргэлжлэл. No 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47, 48/2002-ыг үзнэ үү;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,
24, 25-26, 27-28, 29, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 39, 41, 42, 43, 44, 46, 47/2003;
1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, 14, 16, 17, 20, 22/2004
§ 8.1 Редокс урвал
(үргэлжлэл)
ДААЛГАВАР, АСУУЛТ
1. Стехиометрийн коэффициентийг сонгохдоо электрон-ионы аргыг ашиглан дараах схемийн дагуу явагдах исэлдэлтийн урвалын тэгшитгэлийг зурна уу (усны томъёог заагаагүй болно).
Нэгдлүүд нь органик бодис агуулдаг гэдгийг анхаарна уу! Исэлдэлтийн төлөв эсвэл валентыг ашиглан коэффициентийг олохыг хичээ.
2.
Хоёр электродын урвалын тэгшитгэлийг сонгоно уу:
Электродын үйл явцын бичсэн хоёр тэгшитгэлээс нэг хураангуй тэгшитгэл зохио. Исэлдүүлэгч бодис ба ангижруулагчийг нэрлэнэ үү. Урвалын EMF-ийг тооцоолох, түүний Гба тэнцвэрийн тогтмол. Энэ урвалын тэнцвэрийн шилжилтийн чиглэлийн талаар дүгнэлт гарга.
Хэрэв та юу хийхээ мартсан бол дээр дурдсан зүйлийг санаарай. Та энэ жагсаалтаас дурын хоёр тэгшитгэл бичнэ үү. Тэдний электродын потенциалын утгыг харж, тэгшитгэлийн аль нэгийг эсрэг чиглэлд дахин бичнэ үү. Аль нь, яагаад, яагаад?Өгөгдсөн болон хүлээн авсан электронуудын тоо тэнцүү байх ёстой гэдгийг санаарай, коэффициентийг тодорхой тоогоор үржүүлнэ (аль нь?)ба хоёр тэгшитгэлийн нийлбэр. Электродын потенциалыг мөн нэгтгэсэн боловч та тэдгээрийг процесст оролцож буй электронуудын тоогоор үржүүлдэггүй. EMF-ийн эерэг утга нь хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг илэрхийлдэг. Тооцооллын хувьд Гболон тэнцвэрийн тогтмолуудын хувьд таны тооцоолсон EMF утгыг өмнө нь гаргаж авсан томъёонд орлуулна.
3. Калийн перманганатын усан уусмал тогтвортой байна уу? Асуултыг дараах байдлаар өөрөөр томъёолж болно: хэрэв перманганатын ион нь устай урвалд орж хүчилтөрөгч үүсгэх үү?
4. Усан уусмал дахь агаарын хүчилтөрөгчөөр исэлдэлтийг тэгшитгэлээр тодорхойлно.
O 2 + 4H + + 4 д= 2H 2 O, Э= 0.82 В.
2-р даалгаврын аль ч тэгшитгэлийн баруун талд бичигдсэн бодисыг агаарын хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэх боломжтой эсэхийг тодорхойлох. Эдгээр тэгшитгэлийн баруун талд ангижруулагч бодисууд бичигдсэн. Багш танд тэгшитгэлийн дугаарыг хэлэх болно.
Та энэ ажлыг дуусгахад хэцүү байж магадгүй. Энэ бол таны зан чанарын гол дутагдал юм - энэ нь танд даалгавар боломжгүй юм шиг санагдаж, та шаардлагатай бүх мэдлэгийг эзэмшсэн ч гэсэн үүнийг шийдэх оролдлогыг тэр даруй орхих болно. Энэ тохиолдолд та хүчилтөрөгч ба устөрөгчийн ионуудын хоорондох урвалын тэгшитгэл болон таны сонирхсон тэгшитгэлийг бичих хэрэгтэй. Аль урвалын электрон өгөх чадвар илүү байгааг хараарай (түүний потенциал нь илүү сөрөг эсвэл бага эерэг байх ёстой), түүний тэгшитгэлийг эсрэг чиглэлд дахин бичиж, электродын потенциалын тэмдгийг эргүүлж, нөгөө тэгшитгэлтэй нийлээрэй. EMF-ийн эерэг утга нь хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг илтгэнэ.
5.
Перманганатын ион ба устөрөгчийн хэт исэл H 2 O 2 хоорондын урвалын тэгшитгэлийг бич. Урвалын үр дүнд Mn 2+ ба O 2 үүснэ. Та ямар магадлалыг авсан бэ?
Тэгээд би дараах тэгшитгэлийг гаргасан.
7H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 6O 2 + 10H 2 O.
Хэрэв би алдаа гаргасан бол алдааг ол, эсвэл таны магадлал яагаад өөр байгааг тайлбарла. Энэ даалгавар нь таны оюун ухаан, химийн бусад хэсгүүдийн материалын мэдлэгийг шалгах зорилготой юм.
Перманганатын ионы хүчиллэг уусмал (хүхрийн хүчил) дэх устөрөгчийн хэт исэлтэй урвалыг янз бүрийн коэффициент бүхий хэд хэдэн тэгшитгэлээр илэрхийлж болно, жишээлбэл:
5H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 5O 2 + 8H 2 O,
7H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 6O 2 + 10H 2 O,
9H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 7O 2 + 12H 2 O.
Үүний шалтгааныг зааж, перманганатын ионы устөрөгчийн хэт исэлтэй урвалын дор хаяж нэг тэгшитгэлийг бичнэ үү.
Хэрэв та ийм хачирхалтай үзэгдлийн шалтгааныг тайлбарлаж чадсан бол дараахь тэгшитгэлийг бичих боломжийн шалтгааныг тайлбарлана уу.
3H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 4O 2 + 6H 2 O,
H 2 O 2 + 2 + 6H + = 2Mn 2+ + 3O 2 + 4H 2 O.
Энэ хоёр тэгшитгэлийн дагуу урвал явагдах уу?
Хариулах.Перманганатын ионуудын устөрөгчийн хэт исэлтэй урвал нь устөрөгчийн хэт ислийн задралын зэрэгцээ урвал дээр суурилдаг.
2H 2 O 2 = O 2 + 2H 2 O.
Та энэ тэгшитгэлийн хязгааргүй олон тооны үндсэн урвалын тэгшитгэлийг нэгтгэж, өөр өөр стехиометрийн коэффициент бүхий олон тэгшитгэлийг авч болно.
6. Энэ даалгавар нь эссэ эсвэл илтгэлийн сэдэв болж болно.
Fe 3+ ионыг усан уусмал дахь устөрөгчийн хэт исэлээр бууруулах урвалын боломжийн талаар ярилц.
2Fe 3+ + H 2 O 2 = 2Fe 2+ + O 2 + 2H +.
Урвалын EMF-ийг тооцоолох, түүний Гба стандарт электродын потенциалыг ашиглан тэнцвэрийн тогтмол:
Урвалын хурд нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентрациас хамаарах судалгаа нь Fe 3+ эсвэл H 2 O 2-ийн бие даасан концентраци хоёр дахин нэмэгдэхэд урвалын хурд хоёр дахин нэмэгддэг болохыг харуулсан. Урвалын кинетик тэгшитгэл гэж юу вэ? Fe 3+ эсвэл H 2 O 2-ийн концентрацийг 3 дахин нэмэгдүүлэхэд урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөхийг тодорхойлно. Уусмалыг хоёроос арван удаа усаар шингэлэх үед урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөхийг урьдчилан таамаглах.
Дараах урвалын механизмыг санал болгосон.
H 2 O 2 = H + H + (хурдан),
Fe 3+ + H = Fe 2+ + HO 2 (удаан),
Fe 3+ + HO 2 = Fe 2+ + H + + O 2 (хурдан).
Энэ механизм нь урвалд орох бодисын концентрацаас хурдны хамаарал дээр дурдсантай зөрчилдөхгүй гэдгийг нотол. Аль үе шатыг хязгаарлаж байна вэ? Түүний молекул чанар, дараалал нь юу вэ? Урвалын ерөнхий дараалал юу вэ? H, HO 2 гэх мэт нарийн төвөгтэй ион ба молекулууд байдаг бөгөөд урвал бүр нь хоёр, бүр гурван бөөмс үүсгэдэг гэдгийг анхаарна уу. (Яагаад нэг бөөмс үүсэх үе шат байдаггүй вэ?)
7. Орос хэл рүү орчуулах.
Урвалын нэг чухал төрөл бол исэлдүүлэх-бууруулах буюу исэлдүүлэх урвал гэж нэрлэгддэг электрон дамжуулах урвал юм. Ийм урвалын үед нэг буюу хэд хэдэн электронууд нэг атомаас нөгөөд шилждэг. Исэлдүүлэх гэдэг нь хүчилтөрөгчийн хийтэй нийлсэн гэсэн утгатай үг боловч бусад олон урвалууд нь хүчилтөрөгчтэй хийсэн урвалтай төстэй байдаг тул эцэст нь энэ нэр томъёо өргөжин тэлж, аливаа бодис эсвэл төрөл зүйл электроноо алддаг аливаа урвалыг хэлдэг. Багасгах нь электронуудыг олдог. Энэ нэр томъёо нь металлургийн нэр томъёоноос гаралтай юм шиг санагддаг: хүдрийг металл болгон бууруулах. Бууруулах нь исэлдэлтийн эсрэг зүйл юм. Исэлдэлт нь үүнтэй хамт бууралтгүйгээр явагдах боломжгүй; өөрөөр хэлбэл өөр ямар нэг зүйл олж авахгүй бол электроныг алдаж болохгүй.
ЛАБОРАТОРИЙН СУДАЛГАА
Танд санал болгож буй ажлууд нь өмнөх шигээ богино хэмжээний судалгааны бүтээлүүд юм. Туршилтын хувьд зөвхөн хими төдийгүй экологид чухал ач холбогдолтой урвалуудыг сонгосон. Бүх туршилтыг дуусгах шаардлагагүй - сонирхсон зүйлээ сонго. Жижиг бүлгээр (2-3 хүн) ажиллахыг зөвлөж байна. Энэ нь туршилтын хугацааг багасгаж, алдаа гаргахаас зайлсхийж, хамгийн чухал нь шинжлэх ухааны хэлийг хөгжүүлдэг шинжлэх ухааны харилцаанд оролцох боломжийг олгодог.
1. Устөрөгчийн хэт ислийн исэлдүүлэх шинж чанар.
Устөрөгчийн хэт исэл H 2 O 2 нь өдөр тутмын амьдрал, технологи, усыг органик бохирдлоос цэвэрлэхэд ашигладаг хамгийн чухал исэлдүүлэгч бодис юм. Устөрөгчийн хэт исэл нь байгаль орчинд ээлтэй исэлдүүлэгч бодис юм, учир нь түүний задралын бүтээгдэхүүн болох хүчилтөрөгч, ус нь хүрээлэн буй орчныг бохирдуулдаггүй. Устөрөгчийн хэт исэл ба хэт ислийн органик нэгдлүүдийн биологийн исэлдэлтийг бууруулах үйл явцад гүйцэтгэх үүрэг нь мэдэгдэж байна.
Өрхийн болон боловсролын зориулалтаар устөрөгчийн хэт ислийн 3-6% -ийн уусмалыг ихэвчлэн 30% -ийн уусмалаас усаар шингэлж бэлтгэдэг. Устөрөгчийн хэт исэл нь хадгалах явцад задарч, хүчилтөрөгч ялгаруулдаг (битүү битүү саванд хадгалах боломжгүй!). Устөрөгчийн хэт ислийн концентраци бага байх тусам илүү тогтвортой байдаг. Задралыг удаашруулахын тулд фосфор, салицилийн хүчил болон бусад бодисыг нэмнэ. Устөрөгчийн хэт исэлд төмөр, зэс, манган, ферментийн каталазын давс онцгой хүчтэй нөлөө үзүүлдэг.
Устөрөгчийн хэт ислийн 3% -ийн уусмалыг анагаах ухаанд стоматит, хоолой өвдөхөд амаа зайлж, зайлахад хэрэглэдэг.
Устөрөгчийн хэт ислийн 30% -ийн уусмал гэж нэрлэдэг пергидрол. Пергидрол нь тэсрэх аюултай биш юм. Пергидрол нь арьсанд ороход түлэгдэх, түлэгдэх, загатнах, цэврүүтэх, арьс нь цагаан өнгөтэй болдог. Түлэгдсэн хэсгийг хурдан усаар зайлж угаана. Пергидролыг анагаах ухаанд идээт шархыг эмчлэх, стоматиттай бохь эмчлэхэд ашигладаг. Гоо сайхны салбарт нүүрний арьсны хөгшрөлтийн толбыг арилгахад ашигладаг. Хувцас дээрх устөрөгчийн хэт ислийн толбыг арилгах боломжгүй. Нэхмэлийн үйлдвэрт устөрөгчийн хэт ислийг ноос, торгоноос гадна үслэг эдлэлийг цайруулахад ашигладаг.
Устөрөгчийн хэт ислийн төвлөрсөн (90-98%) уусмалын үйлдвэрлэл байнга нэмэгдэж байна. Ийм уусмалыг натрийн пирофосфат Na 4 P 2 O 7 нэмсэн хөнгөн цагаан саванд хадгална. Баяжуулсан уусмал нь тэсрэх аюултай. 700 ° C температурт исэл катализатор дээр устөрөгчийн хэт ислийн төвлөрсөн уусмал нь усны уур болон хүчилтөрөгч болж задардаг бөгөөд энэ нь тийрэлтэт хөдөлгүүрт түлшний исэлдүүлэгч болдог.
Устөрөгчийн хэт исэл нь исэлдүүлэх, багасгах шинж чанартай байдаг.
Устөрөгчийн хэт ислийг исэлдүүлэгч бодисын үүрэг нь илүү түгээмэл байдаг.
H 2 O 2 + 2H + + 2 д= 2H 2 O,
жишээ нь, урвалд:
2KI + H 2 O 2 + H 2 SO 4 = I 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O.
Устөрөгчийн хэт исэл нь бууруулах бодис болгон:
1) хүчиллэг орчинд:
H 2 O 2 – 2 д= O 2 + 2H + ;
2) үндсэн (шүлтлэг) орчинд:
H 2 O 2 + 2OH - – 2 д= O 2 + 2H 2 O.
Урвалын жишээ:
1) хүчиллэг орчинд:
2KMnO 4 + 5H 2 O 2 + 3H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5O 2 + 8H 2 O;
2) үндсэн орчинд:
2KMnO 4 + H 2 O 2 + 2KOH = 2K 2 MnO 4 + O 2 + 2H 2 O
Устөрөгчийн хэт исэлийн исэлдүүлэх шинж чанар нь хүчиллэг орчинд илүү тод илэрдэг бөгөөд бууруулах шинж чанар нь шүлтлэг орчинд илүү тод илэрдэг.
1а. Устөрөгчийн хэт ислийн задрал.
Туршилтын хоолойд 2-3 мл устөрөгчийн хэт ислийн уусмал хийнэ, уусмалыг усан ваннд халаана. Хийн ялгаралт эхлэх ёстой. (Аль нь?)Энэ нь яг таны хүлээн авахыг хүлээж байсан хий гэдгийг туршилтаар батал.
Устөрөгчийн хэт ислийн уусмал бүхий өөр туршилтын хоолойд манганы давхар ислийн үр тариа хийнэ. Ижил хий ялгарч байгааг нотол.
Устөрөгчийн хэт ислийн задралын тэгшитгэл, электроныг хүлээн авах, суллах тэгшитгэлийг тусад нь бич. Энэ ямар төрлийн исэлдэлтийн урвал вэ?
Дараах тохиолдолд урвалын EMF-ийг тооцоол.
Эдгээр хоёр урвалын аль нь электрон хандивлах чадвартай бөгөөд эсрэг чиглэлд дахин бичих ёстой вэ? Урвалын emf-ийн утгаас тооцоол Гурвал ба тэнцвэрийн тогтмол.
-тэй үр дүнг харьцуул ГТэгээд термодинамик өгөгдлөөс олж авсан тэнцвэрийн тогтмол:
Таны тооцооллын үр дүн ижил байна уу? Хэрэв үр дүн нь зарим нэг зөрүүтэй байвал шалтгааныг олохыг хичээ.
1б. Устөрөгчийн хэт ислийг илрүүлэх.
Хүхрийн хүчлээр шингэлж, хүчиллэгжүүлсэн калийн иодид (2-3 мл) уусмалд устөрөгчийн хэт ислийн уусмалыг хэдэн дусал нэмнэ. Уусмал нь шар хүрэн өнгөтэй болно. Үүн дээр хэдэн дусал цардуулын уусмал нэмэхэд хольцын өнгө тэр даруй цэнхэр болж хувирдаг. Урвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү (үүссэн бодисыг та мэднэ!).
Урвал болох боломжтой эсэхийг шалгахын тулд урвалын EMF-ийг тооцоол (хэрэгтэй урвалыг сонгоно уу):
1-р зуун Хар тугалганы сульфид ба устөрөгчийн хэт исэл.
Хуучин мастерууд цагаан өнгийн үндсэн карбонат 2PbCO 3 Pb(OH) 2 агуулсан хар тугалга дээр үндэслэн бэлтгэсэн будгаар зургаа зуржээ. Цаг хугацаа өнгөрөхөд цагаан хар тугалга хар болж, түүн дээр суурилсан будаг нь хүхэрт устөрөгчийн нөлөөгөөр өнгө өөрчлөгдөж, хар тугалга сульфид PbS үүсдэг. Хэрэв будгийг устөрөгчийн хэт ислийн шингэрүүлсэн уусмалаар сайтар арчих юм бол хар тугалга сульфид нь цагаан хар тугалганы сульфат PbSO 4 болж хувирч, зураг нь анхны дүр төрхийг нь бараг бүрэн буцааж өгдөг.
Хар тугалганы нитрат Pb(NO 3) 2 эсвэл хар тугалганы ацетат Pb(CH 3 COO) 2-ийн 0.1 М уусмалаас 1-2 мл туршилтын хоолойд хийнэ. (эмийн санд хар тугалганы тос болгон зардаг). Устөрөгчийн сульфид эсвэл натрийн сульфидын уусмалыг бага зэрэг хийнэ. Үүссэн хар тунадасаас уусмалыг зайлуулж, устөрөгчийн хэт ислийн уусмалаар эмчилнэ. Урвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү.
Бүх хар тугалганы нэгдлүүд хортой!
1 жил Гидроперитээс устөрөгчийн хэт ислийн уусмал бэлтгэх.
Хэрэв та устөрөгчийн хэт ислийн уусмал авч чадаагүй бол лабораторийн ажилд зориулж эмийн сангаас шахмалыг худалдаж авах боломжтой гидроперит хэрэглэж болно.
Гидроперит нь мочевин (мочевин) NH 2 CONH 2 H 2 O 2 бүхий устөрөгчийн хэт ислийн цогц нэгдэл юм. Усанд ууссан үед устөрөгчийн хэт исэл ба мочевин NH 2 CONH 2 уусмалыг олж авна. Устөрөгчийн хэт ислийн уусмалын оронд антисептик болон үсийг будах үед гидроперитийн уусмалыг хэрэглэдэг. Ам, хоолойг зайлахын тулд 1 шахмалыг нэг аяга усанд (0.25% устөрөгчийн хэт ислийн уусмал) уусгана. Гидроперитийн нэг шахмал нь 1.5 г жинтэй, 15 мл-тэй тэнцэнэ
(1 халбага) 3% устөрөгчийн хэт ислийн уусмал.
Ойролцоогоор 1% устөрөгчийн хэт ислийн уусмал авахын тулд 100 мл усанд хэдэн шахмал гидроперит уусгах ёстойг тооцоол. Гидроперитийн нэг шахмалаас ямар хэмжээний хүчилтөрөгч (n.o.) авч болох вэ?
Гидроперитийн нэг шахмалаас хэдэн миллилитр хүчилтөрөгч авч болохыг туршилтаар тодорхойл. Төхөөрөмжийн дизайныг санал болгож, угсарна. Хэвийн нөхцөлд ялгарах хүчилтөрөгчийн хэмжээг багасгах. Тооцооллын үр дүнг илүү нарийвчлалтай авахын тулд та өрөөний температурт (20 ° C) ойролцоогоор 2300 Па-тай тэнцэх уусмал дээрх усны уурын даралтыг харгалзан үзэж болно.
Устөрөгчийн хэт исэл (хэт исэл) нь - хэмд хатуурдаг нягтралтай, өнгөгүй, сироп хэлбэртэй шингэн юм. Энэ бол маш эмзэг бодис бөгөөд тэсрэх замаар ус, хүчилтөрөгч болж задарч, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг.
Устөрөгчийн хэт ислийн усан уусмал нь илүү тогтвортой байдаг; сэрүүн газар тэдгээрийг нэлээд удаан хадгалах боломжтой. Борлуулалтанд орсон уусмал нь Пергидрол агуулдаг. Энэ нь устөрөгчийн хэт ислийн өндөр төвлөрсөн уусмалаас гадна тогтворжуулах нэмэлт бодис агуулдаг.
Устөрөгчийн хэт ислийн задралыг катализатороор хурдасгадаг. Жишээлбэл, хэрэв та бага зэрэг манганы давхар ислийг устөрөгчийн хэт ислийн уусмал руу хаявал хүчтэй урвал үүсч, хүчилтөрөгч ялгардаг. Устөрөгчийн хэт ислийн задралыг дэмждэг катализаторууд нь зэс, төмөр, манган, түүнчлэн эдгээр металлын ионууд юм. Эдгээр металлын аль хэдийн ул мөр нь ялзрал үүсгэдэг.
Устөрөгчийн хэт исэл нь устөрөгчийг шатаах явцад завсрын бүтээгдэхүүн болж үүсдэг боловч устөрөгчийн дөл нь өндөр температураас болж тэр даруй ус, хүчилтөрөгч болж задардаг.
Цагаан будаа. 108. Молекулын бүтцийн схем. өнцөг нь ойролцоо, өнцөг нь ойролцоо байна. Холбоосын урт: .
Гэсэн хэдий ч хэрэв та устөрөгчийн дөлийг мөсөн хэсэг рүү чиглүүлбэл үүссэн усанд устөрөгчийн хэт ислийн ул мөр илэрч болно.
Устөрөгчийн хэт исэл нь хүчилтөрөгч дээр атомын устөрөгчийн үйлчлэлээр үүсдэг.
Аж үйлдвэрт устөрөгчийн хэт ислийг голчлон цахилгаан химийн аргаар үйлдвэрлэдэг, жишээлбэл, хүхрийн хүчил эсвэл аммонийн устөрөгчийн сульфатын уусмалыг анод исэлдүүлэх, дараа нь үүссэн хэт исэл хүхрийн хүчлийн гидролиз (§ 132-ыг үзнэ үү). Энэ тохиолдолд тохиолдох үйл явцыг дараах диаграмаар дүрсэлж болно.
Устөрөгчийн хэт исэлд устөрөгчийн атомууд нь хүчилтөрөгчийн атомуудтай ковалентаар холбогддог бөгөөд тэдгээрийн хооронд энгийн холбоо байдаг. Устөрөгчийн хэт ислийн бүтцийг дараах бүтцийн томъёогоор илэрхийлж болно: H-O-O-H.
Молекулууд нь ихээхэн туйлшралтай байдаг нь тэдний орон зайн бүтцийн үр дагавар юм (Зураг 106).
Устөрөгчийн хэт ислийн молекул дахь устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн атомуудын хоорондын холбоо нь туйлшралтай байдаг (хамтын электронууд хүчилтөрөгч рүү шилжсэнтэй холбоотой). Тиймээс усан уусмалд туйлын усны молекулуудын нөлөөн дор устөрөгчийн хэт исэл нь устөрөгчийн ионыг салгаж чаддаг, өөрөөр хэлбэл хүчиллэг шинж чанартай байдаг. Устөрөгчийн хэт исэл нь усан уусмал дахь маш сул хоёр суурьт хүчил бөгөөд бага зэрэг ион болгон задалдаг.
Хоёр дахь шатны диссоциаци
бараг гоожихгүй. Энэ нь устөрөгчийн хэт ислийг бодвол илүү их хэмжээгээр устөрөгчийн ион үүсгэхийн тулд задралд ордог бодис болох усаар дарагддаг. Гэсэн хэдий ч устөрөгчийн ионуудыг холбох үед (жишээлбэл, шүлтийг уусмалд оруулах үед) хоёр дахь шатанд диссоциаци үүсдэг.
Устөрөгчийн хэт исэл нь зарим суурьтай шууд урвалд орж давс үүсгэдэг.
Тиймээс устөрөгчийн хэт исэл нь барийн гидроксидын усан уусмал дээр ажиллахад устөрөгчийн хэт ислийн барийн давсны тунадас үүснэ.
Устөрөгчийн хэт ислийн давсыг хэт исэл буюу хэт исэл гэж нэрлэдэг. Эдгээр нь эерэг цэнэгтэй металлын ион ба сөрөг цэнэгтэй ионуудаас бүрдэх бөгөөд электрон бүтцийг диаграмаар дүрсэлж болно.
Устөрөгчийн хэт исэл дэх хүчилтөрөгчийн исэлдэлтийн зэрэг нь -1, өөрөөр хэлбэл усан дахь хүчилтөрөгч ба молекулын хүчилтөрөгчийн исэлдэлтийн түвшин (0) хооронд завсрын утгатай байна. Тиймээс устөрөгчийн хэт исэл нь исэлдүүлэгч бодис ба бууруулагч бодисын аль алиных нь шинж чанартай байдаг, өөрөөр хэлбэл энэ нь исэлдүүлэгч хоёрдмол шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь электрохимийн системийн стандарт боломжоос хойш исэлдүүлэх шинж чанараараа илүү тодорхойлогддог
Энэ нь исэлдүүлэгч бодисоор үйлчилдэг бол цахилгаан химийн системийн стандарт потенциал нь 1.776 В-тэй тэнцүү байна.
устөрөгчийн хэт исэл нь бууруулагч бодис болох нь 0.682 В-тэй тэнцүү байна Өөрөөр хэлбэл, устөрөгчийн хэт исэл нь 1.776 В-оос ихгүй бодисыг исэлдүүлж, зөвхөн 0.682 В-оос ихгүй бодисыг багасгаж болно. Хүснэгтийн дагуу. 18 (277-р хуудсанд) эхний бүлэгт өөр олон бодис багтаж байгааг харж болно.
Исэлдүүлэгч бодисоор үйлчилдэг урвалын жишээнд калийн нитритийн исэлдэлт орно.
ба иодыг калийн иодидоос ялгах:
Энэ нь даавуу, үслэг эдлэлийг цайруулах, анагаах ухаанд (3% -ийн уусмал нь ариутгагч бодис), хүнсний үйлдвэрт (хүнсний бүтээгдэхүүнийг лаазлахад), хөдөө аж ахуйд үрийг боловсруулахад, түүнчлэн олон тооны органик нэгдлүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. , полимер, сүвэрхэг материал. Устөрөгчийн хэт ислийг пуужингийн салбарт хүчтэй исэлдүүлэгч бодис болгон ашигладаг.
Мөн устөрөгчийн хэт ислийг агаарт агуулагдах хүхэрт устөрөгчийн ул мөрийн нөлөөгөөр цагаан тугалга хар хар тугалга сульфид болж хувирсны улмаас цаг хугацааны явцад харанхуйлсан хуучин тосон будгийг шинэчлэхэд ашигладаг. Ийм зургийг устөрөгчийн хэт ислээр угаах үед хар тугалганы сульфид нь цагаан хар тугалганы сульфат болж исэлддэг.
Мөн байгалийн баялаг
Хими, экологийн тэнхим
ЯДРАХ РЕАКЦИЯНЫ ХУВИЙГ СУДАЛЖ БАЙНА
КАТАЛИЗАТОР БАЙДАЛ УС төрөгчийн хэт исэл
ГАСОМЕТРИЙН АРГААР.
"Физик ба коллоид хими" чиглэлээр
060301.65 - Эмийн сан мэргэжлээр
Великий Новгород
1 Ажлын зорилго………………………………………………………………………………..3
2 Онолын үндсэн зарчим……………………………………….3
4 Туршилтын хэсэг………………………………………………4
4.1 Манганы давхар исэл MnO2 байлцуулан устөрөгчийн хэт исэл задрах ………………………………………………………………………………………….4
4.2 Т2 температурт катализаторын оролцоотойгоор устөрөгчийн хэт ислийн задрал.................................... ................ ................................. ................................ ................6
5 Тайлангийн агуулгад тавигдах шаардлага…………………………………………..6
6 Тестийн асуулт, даалгаврын жишээ…………………………7
1 АЖЛЫН ЗОРИЛГО
1. Т1 температурт хурдны тогтмол, урвалын дараалал, хагас задралын хугацааг тодорхойл.
2. Гарч буй O2-ийн хэмжээг цаг хугацаатай харьцуулах график байгуулж, хагас задралын хугацааг графикаар тодорхойлно.
3. Урвалын идэвхжих энергийг тодорхойлж, урвалын хурдны температурын коэффициентийг тооцоол.
2 ОНОЛЫН ҮНДСЭН ҮНДЭСЛЭЛҮҮД
Устөрөгчийн хэт ислийг олон технологийн процесс, анагаах ухаан, хөдөө аж ахуйд ашиглах нь түүний исэлдүүлэх шинж чанарт суурилдаг. Усан уусмал дахь H2O2 задралын үйл явц нь аяндаа явагддаг бөгөөд дараахь тэгшитгэлээр илэрхийлж болно.
Н2О2®Н2О +1/2 О2
Катализатор ашиглан процессыг хурдасгаж болно. Эдгээр нь анион ба катион байж болно, жишээлбэл CuSO4 (нэг төрлийн катализ). Хатуу катализатор (нүүрс, металл, давс, металлын исэл) нь H2O2 задралыг хурдасгах нөлөөтэй байдаг. H2O2 задралын гетероген каталитик урвалын явц нь орчны рН, гадаргуугийн төлөв байдал, катализаторын хор, тухайлбал C2H5OH, CO, HCN, H2S зэрэгт нөлөөлдөг.
Ургамал, амьтан, хүний эсэд устөрөгчийн хэт ислийн катализаторын задрал бас явагддаг. Уг процесс нь биологийн бус шинж чанартай катализатороос ялгаатай нь онцгой өндөр катализаторын идэвхжил, үйл ажиллагааны өвөрмөц шинж чанартай каталаза ба пероксидаза ферментийн нөлөөн дор явагддаг.
H2O2 задрал нь O2 ялгардаг. Гарсан хүчилтөрөгчийн хэмжээ нь задарсан устөрөгчийн хэт ислийн хэмжээтэй пропорциональ байна. Ажил нь гаометрийн аргыг ашигладаг.
АЮУЛГҮЙ БАЙДЛЫН 3 ШААРДЛАГА
Энэхүү лабораторийн ажлыг гүйцэтгэхдээ та химийн лабораторийн ажлын ерөнхий дүрмийг дагаж мөрдөх ёстой.
4 ТУРШИЛТЫН ХЭСЭГ
4.1 Устөрөгчийн хэт исэл нь марганецын давхар ислийн нөлөөгөөр задрахMnO2 .
Туршилтыг эхлүүлэхийн өмнө катализатор бэлтгэх шаардлагатай: шилэн саваагийн жижиг хэсгийг BF цавуу эсвэл цардуулын зуурмагаар тосолно. Зөвхөн үзүүрийг нь цавуугаар тосолж, цагны шилэн дээр бага зэрэг MnO2 нунтаг асгаж, саваагийн үзүүрийг нунтаг руу хүрч, шилэн дээр бага хэмжээний MnO2 үлдэнэ. Цавууг хэдэн минутын турш (1-2 минут) хатаана. H2O2-ыг цуглуулах системийн доторх даралтыг атмосферийн даралтад хүргэх ёстой: урвалын хоолойн таглааг онгойлгож, бюретка дахь усны түвшинг тэг болгохын тулд тэнцүү колбо ашиглана.
H2O2 задралын хурдыг хэмжих төхөөрөмжийн диаграммыг 1-р зурагт үзүүлэв.
ус
 |
H2O2 бүхий туршилтын хоолой
Gif" width="10">.gif" width="10"> катализатор
Зураг 1 – H2O2 задралын кинетикийг судлах төхөөрөмж.
Соруур эсвэл хэмжих цилиндр ашиглан 2 мл 3% H2O2 уусмалыг хэмжиж, туршилтын хоолой 1-д хийнэ. Хэрэв туршилтыг тасалгааны температурт хийж байгаа бол секундомер болон туршилтын өгөгдлийг бүртгэх хүснэгтийг бэлтгэнэ туршилтын хоолойд шилэн саваа хийнэ. Урвалын савыг таглаагаар хаа. Эхлээд 30 секундын дараа ялгарах хүчилтөрөгчийн хэмжээг тэмдэглээд дараа нь интервалыг 1 минут хүртэл нэмэгдүүлж болно.
Бюретка дахь шингэний түвшин буурах тусам тэнцвэржүүлэгч колбыг буулгаж, бюретка, колбо дахь шингэний түвшин өөрчлөгдөхгүй, түвшний ялгаа хамгийн бага байна.
Бюретка дахь шингэний түвшин буурахаа больсон үед урвал дууссан гэж үзнэ.
Урвалын савыг халуун устай аяганд хийвэл H2O2 –V¥-ийн бүрэн задралд тохирсон хүчилтөрөгчийн хэмжээг олж авах боломжтой. Туршилтын хоолойг тасалгааны температурт хөргөсний дараа. Дараа нь H2O2-ийн бүрэн задралд тохирох O2-ийн эзэлхүүнийг тодорхойлно.
Хүснэгт - Туршилтын өгөгдөл
Урвалыг нэгдүгээр зэрэглэлийн гэж үзвэл урвалын хурдны тогтмолыг нэгдүгээр эрэмбийн кинетик тэгшитгэлийг ашиглан тооцоолно.
Туршилтын үр дүнд үндэслэн урвалын хурдны тогтмолын дундаж утгыг тооцоолно.
Устөрөгчийн хэт ислийн хагас задралын хугацааг дараахь томъёогоор тооцоолно.
t0.5 = 0.693/k хурдны тогтмолын дундаж утгыг ашиглана.
Хурдны тогтмол ба хагас задралын хугацааг Vt = f (t) ба ln (V¥ – Vt) = f (t) хамаарлыг ашиглан графикаар тодорхойлно. Эдгээрийг Зураг 2 ба Зураг дээр үзүүлэв. 3. Гарсан үр дүнг аналитик ба график гэсэн хоёр аргаар харьцуул.
V¥https://pandia.ru/text/80/128/images/image032_11.gif" width="211" height="12">.gif" width="616" height="64">
t, mint t, min
Цагаан будаа. 2 – Хамаарал Vt = f(t) Зураг 3 – Хамаарал ln(V¥ – Vt) = f(t)
4.2 Т2 температурт катализаторын оролцоотойгоор устөрөгчийн хэт исэл задрах
Урвалын савыг усан ваннд эсвэл T2 температурт (багшийн зааврын дагуу) аяга усанд хийж туршилтыг давтан хийнэ. Мэдээллийг хүснэгтэд оруулсан болно:
Хоёр өөр температурт k1 ба k2 хурдны тогтмолуудыг мэдэж байгаа тул бид Arrhenius тэгшитгэлийг ашиглан идэвхжүүлэх энерги Ea-г тооцоолж болно.
Эа = 
Үүнээс гадна та Вант Хоффын дүрмийг ашиглан температурын коэффициентийг тооцоолж болно.
k2/k1 = γ ∆t/10
5 ТАЙЛАНГИЙН АГУУЛГЫН ШААРДЛАГА
Тайлан нь дараахь зүйлийг агуулсан байх ёстой.
1. ажлын зорилго;
2. хэт исэл задрах явцад ялгарах хүчилтөрөгчийн хэмжээг хэмжих үр дүн;
3. устөрөгчийн хэт ислийн урвалын хурдны тогтмол ба хагас задралын (хагас хувирах) тооцоо;
4. Vt = f(t) хамаарлын график ба устөрөгчийн хэт ислийн хагас задралын хугацааг графикаар тодорхойлсон үр дүн;
5. урвалын хурдны тогтмолыг тодорхойлох ln(V¥ – Vt) = f(t) график;
6. өндөр температурт хэт исэл задрах явцад ялгарах хүчилтөрөгчийн хэмжээг хэмжсэн үр дүн, урвалын хурдны тогтмолыг тооцоолох;
7. Аррениус тэгшитгэлийг ашиглан идэвхжүүлэлтийн энергийг тооцоолох, вант Хоффын дүрмийг ашиглан урвалын хурдны температурын коэффициентийг тооцоолох;
8. дүгнэлт.
6 ЖИШЭЭ ТЕСТИЙН АСУУЛТ, ДААЛГАВАР
1. Урвалын хурдны тогтмол нь дараахь зүйлээс хамаарна.
a) урвалжуудын шинж чанар;
б) температур;
в) урвалжуудын концентраци;
г) урвал эхэлснээс хойш өнгөрсөн хугацаа.
2. Урвалын дараалал
а) албан ёсны үнэ цэнэ;
б) зөвхөн туршилтаар тодорхойлсон;
в) онолын хувьд тооцоолж болно;
г) υ = k · CAp · CBq тэгшитгэлд p + q илтгэгчийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
3. Химийн урвалын идэвхжүүлэх энерги
а) молекулуудын мөргөлдөөнийг идэвхтэй болгоход шаардагдах молекулуудын дундаж энергитэй харьцуулахад илүүдэл энерги;
б) урвалжуудын шинж чанараас хамаарна;
в) Дж/моль-ээр хэмжсэн;
г) системд катализатор оруулах үед нэмэгддэг.
4. Тодорхой цацраг идэвхт изотопын хагас задралын хугацаа 30 хоног байна. Дараа нь изотопын хэмжээ анхныхаас 10% байх хугацааг тооцоол.
5. Тодорхой температурт нэгдүгээр эрэмбийн урвал 30 минутын дотор 25%-иар явагдана. Эхлэх бодисын хагас задралын хугацааг тооцоол.
6. Хэрэв урвалын хурдны температурын коэффициент 3 бол температур 40К-аар нэмэгдэхэд урвалын хурд хэд дахин нэмэгдэх вэ?
7. Температур 40К-аар нэмэгдэхэд тодорхой урвалын хурд 39.06 дахин нэмэгдсэн. Урвалын хурдны температурын коэффициентийг тодорхойлно.
Устөрөгчийн хэт ислийг катализаторын нөлөөн дор, шингэн савантай хамт задлах нь хамгийн үзэсгэлэнтэй химийн туршилтуудын нэг юм. Орос хэл дээрх уран зохиолд энэ туршилтыг англи хэл дээрх эх сурвалжид зааны шүдний оо гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь тодорхой нэргүй байдаг. Зааны шүдний оо.
Туршилтын хувьд танд 30-50% устөрөгчийн хэт исэл (пергидрол), бага зэрэг шингэн угаалгын нунтаг (маш их тогтвортой хөөс өгдөг), устөрөгчийн хэт ислийн задралын катализатор хэрэгтэй. Пероксид нь катализатортой харьцах үед хүчилтөрөгч идэвхтэй ялгарч, шингэн саван байгаа тул маш их хөөс (богино хугацаанд) үүсдэг. Холимог дээр ихэвчлэн будагч бодис нэмдэг бөгөөд энэ нь хөөсийг өөр өөр өнгөөр буддаг. Колбо эсвэл цилиндрийн нүхнээс гарч буй хөөс нь ихэвчлэн "зааны шүдний оо"-той төстэй байдаг.
Төрөл бүрийн бодис, хольцыг устөрөгчийн хэт ислийн задралын катализатор болгон ашиглаж болно, жишээлбэл: зэс аммиак, калийн иодид, тэр ч байтугай мөөгөнцрийн суспенз.
Би энэ туршилтыг өмнө нь хийж байсан ч хуучин тэмдэглэлээ харахаас санаа зовсонгүй, үр дүнд нь анхны туршилт бүтсэнгүй. Би 7.5 г зэсийн сульфат авч, 30 мл концентрацитай аммиакийн уусмал нэмж, сайтар холино. Уусмалыг литрийн колбонд хийж, 50 мл Гала аяга таваг угаагч бодис, 80 мл нэрмэл нэмж, дахин холино. Би хөргөгчнөөс авсан 100 мл пергидролыг колбонд хийнэ. Өөрөөр хэлбэл, би үүнийг асгах гэж оролдсон: хүчирхийллийн хариу урвал эхэлсэн тул би пергидролын 1/3-ийг нэмж өгөх цаг байсангүй. Хэт исэл хурдан задарсан боловч туршилт нь жигшүүртэй болсон: хөөс багатай байв.
Тэгээд хуучин пянзнуудаа харлаа. Хамгийн сүүлд би огт өөр хэмжээний бодис авч байсан нь тогтоогдсон.
"300 мл конус колбонд 10-20 мл шингэн Гала аяга таваг угаагч бодис (эсвэл ижил төрлийн угаалгын нунтаг) хийнэ. Өөр нэг колбонд 3-4 г зэсийн сульфатыг хүчтэй аммиакийн илүүдэл уусмалд уусгана (зэс болтол аммиак нэмнэ). сульфат бүрэн уусах болно) Цэнхэр зэс (II) аммиак үүсдэг.
CuSO 4 + 6NH 3 + 2H 2 O = (OH) 2 + (NH 4) 2 SO 4
Зэсийн аммиакийн уусмалыг угаалгын нунтаг саванд хийнэ, сайтар холино. Колбыг ширээн дээр тавиад 50-100 мл 30-50% устөрөгчийн хэт ислийн уусмалыг түргэн хийнэ. Хүчтэй хий ялгарах болно. Колбоноос хөөстэй усан оргилуур гарч ирнэ. Колбоны эргэн тойрон дахь бүх орон зай хэдхэн секундын дотор их хэмжээний хөөсөөр дүүрнэ. Хөөсөөс уур гарах болно - устөрөгчийн хэт ислийн задралын урвал нь дулаан ялгарах замаар явагддаг. Бидний туршилтаар үүссэн хөөсний өндөр, өргөн нь 60 см орчим байсан."
Өөрөөр хэлбэл, зэсийн аммиак, шингэн саван бага авах шаардлагатай болсон.
Хоёр дахь туршилтанд би 300 мл конус колбо, 2 г зэсийн сульфат авч, 20% -ийн төвлөрсөн аммиакийн уусмал нэмсэн. Зэсийн сульфатыг уусгасны дараа 20 мл Гала шингэн аяга таваг угаагч бодис нэмээд холино. Би 70 мл устөрөгчийн хэт исэл авсан боловч зөвхөн 50 мл нэмж чадсан - идэвхтэй хөөс үүсч эхлэв.
Колбоноос гарч ирсэн хөөс нь хоолойноос шахагдсан шүдний оотой үнэхээр төстэй байв. Зэсийн аммиакийн ачаар хөх өнгийн судал нь хөөсний дагуу сунадаг. Туршилт сайн болсон боловч задрал нь удаан байсан бөгөөд 2.5 минутаас илүү хугацаа зарцуулсан.
Би нийтлэлд дурдсан туршилтыг хийсэн гэдгээ санав
